Для чего необходимы наблюдения опыты и измерения
Биология. 5 класс
Конспект урока
Урок 2. Методы изучения биологии
Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:
Биология, научный метод, наблюдение, эксперимент
Научный метод – это совокупность приемов и операций, используемых при построении системы научных знаний.
Наблюдение – метод, с помощью которого исследователь собирает информацию об объекте (восприятие природных объектов с помощью органов чувств).
Эксперимент – метод исследования в биологии, при котором экспериментатор сознательно изменяет условия и наблюдает, как они влияют на живые организмы. Эксперимент можно проводить как в лаборатории, так и на открытом воздухе.
Измерение – это определение количественных значений тех или иных признаков изучаемого объекта или явления с помощью специальных технических устройств.
Обязательная и дополнительная литература по теме
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Сегодня на уроке мы обсудим с вами методы изучения природы.
Методом – называется последовательность действий, приводящих к определённому результату.
Ну, например, нам надо с вами порезать яблоко, сделать это можно разными методами. Я предлагаю вашему вниманию набор инструментов. Итак, что же нам выбрать ну, если мы хотим отрезать кружок от яблока, мы, скорее всего, воспользуемся с вами обычным ножом и разделочной доской. Попробуем, ура, получилось. Может быть, перед нами стоит более сложная задача и нам требуется нарезать яблоко дольками, для этого я предлагаю использовать вот такую яблокорезку, обратите внимание, ячейки яблокорезки разрежут яблоко на ровные дольки и при этом будет удалена сердцевина яблока. Приступаем. Отлично у нас всё с вами получилось. Но может быть, стоит задача измельчить яблоко, для этого я предлагаю использовать тёрку.
Результат использования данного метода налицо, подведём итог: метод, который мы выбираем для того, чтобы действовать, зависит от тех целей, которые мы перед собой ставим и того инструмента, который мы имеем, но сегодня речь пойдёт о научном методе.
Научным методом, ребята, называется совокупность способов получения новых знаний. Мы ведь с вами на уроки и приходим, чтобы получать новые знания. И среди научных методов выделяют три основных, именно эти методы я сегодня вам и продемонстрирую.
Для познания живой природы учёному очень важно правильно выбрать путь исследования, или метод (от греч. методос – способ познания), которым он будет пользоваться. Различают практические и теоретические методы. К практическим методам относят наблюдение и эксперимент (опыт). Теоретические методы связаны с объяснением результатов, полученных в ходе наблюдения или опытным путём. Они приводят к установлению различных закономерностей и взаимосвязей, а в конечном итоге – законов природы. Знание этих законов позволяет человеку понимать процессы, происходящие в живой природе, предвидеть их и использовать в практических целях.
Этот метод остаётся важным методом научного познания сегодня. Например, можно наблюдать за поведением животных в природе.
Так как наблюдение даёт возможность получить ответ па поставленный вопрос, оно должно быть целенаправленным, то есть иметь определённую цель. Для того чтобы достигнуть поставленной цели, необходимо разработать план наблюдения, то есть порядок действий. Получаемые в ходе наблюдения ответы на поставленные вопросы необходимо как можно подробнее записывать в специальный дневник наблюдения. При этом ничего от себя добавлять нельзя. Для получения достоверных результатов необходимо провести повторные наблюдения в тех же условиях.
Эксперимент (от лат. экспериментум – проба, опыт) – более сложный, чем наблюдение, практический метод. С его помощью можно подтвердить или опровергнуть какое-либо предположение. От наблюдения эксперимент отличается активным воздействием на изучаемый объект.
Например, можно опытным путём установить, как влияет полив на рост растения.
Если при соблюдении одних и тех же условий результаты нескольких опытов совпадают, то говорят о достоверности полученных данных.
Большинство научных экспериментов и наблюдений включает в себя проведение разнообразных измерений. Измерение – это определение количественных значений тех или иных признаков изучаемого объекта или явления с помощью специальных технических устройств. Самым простым измерительным инструментом является линейка. С её помощью измеряют длину, ширину и высоту предметов. Для измерения массы тел используют весы, для измерения температуры – термометры. Хорошо знаком вам прибор для измерения времени – часы. Для проведения сложных измерений конструируют специальные приборы.
Разбор типового тренировочного задания:
Тип задания: Добавление подписей к изображениям;
Текст вопроса: Подпишите приборы.
Правильный вариант ответа:
Разбор типового контрольного задания
Тип задания: Выделение цветом;
Текст вопроса: Теоретические методы исследования
Методы исследования в биологии
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Методы исследования в биологии»
На прошлом уроке вы познакомились с наукой биологией. И узнали, что, изучая её, можно ответить на многие вопросы. А сегодня вы узнаете, какими методами необходимо воспользоваться, чтобы на них ответить.
В переводе с греческого языка «методос» — означает «способ познания», «путь».
Основными методами исследования в биологии являются: наблюдение, эксперимент,
А с другими методами биологических исследований вы познакомитесь в старших классах.
Первый метод, который мы с вами рассмотрим, ― наблюдение.
Наблюдение ― это восприятие природных объектов или явлений с помощью органов чувств. Оно является одним из самых доступных методов изучения природы, но для его проведения необходимо желание, терпение и умение.
Французский энтомолог Жан Анри Фабр пользовался этим методом при изучении окружающих организмов, в частности насекомых.
Фабра часто замечали на природе, когда он неподвижно сидел и что-то рассматривал.
Многим это занятие казалось странным. Проходящие мимо не могли, понять, чем на самом деле занимался этот человек.
Однако то, чем занимался Фабр, внесло большой вклад в науку. Его работы были не только оригинальны, но ещё и соответствовали высочайшим стандартам. Наблюдение за окружающими организмами, на первый взгляд, кажется простой работой. Но иногда для того, чтобы понять те или иные явления, необходимы годы.
Например, некоторые исследования Фабра длились десятилетиями. Он изучал поведение жуков скарабеев почти 40 лет.
Жан Фабр писал о жуках, о гусеницах бабочек, о кузнечиках, однако его наибольшие симпатии были на стороне ос. Разгадывание их нравов стало делом жизни Фабра. Благодаря своей наблюдательности он стал одним из лучших в мире знатоков насекомых.
Свои открытия Фабр описал в книгах, которыми и сегодня восхищаются учёные и любители природы разных стран.
С помощью наблюдения человек накапливает информацию об окружающем мире, приводит её в систему и ищет в этой информации какие-то закономерности. При этом учёный лишь фиксирует результаты, не вмешиваясь в сам процесс.
Следующий метод, который мы с вами рассмотрим, — это эксперимент.
Слово «эксперимент» имеет латинское происхождение и на русский язык переводится как «опыт», «проба».
Эксперимент ― это наблюдение в специально созданных и контролируемых условиях, которое позволяет установить, как те или иные условия влияют на объект или явление.
Немецкий биолог Густав Крамер экспериментально установил, что перелётные птицы во время своих путешествий ориентируются по солнцу и звёздам.
Отловленных перелётных птиц Крамер посадил в клетку, стоявшую под открытым небом, и с наступлением прохладных осенних дней установил за ними постоянное наблюдение. Как только наступила пора перелётов, птицы стали вести себя беспокойно. Они безостановочно перепархивали в клетке с места на место, но при этом сохраняли определённое направление. В ненастную погоду такого предпочтительного направления не было, но стоило показаться солнцу, как птицы (а это были дневные мигранты) возобновляли попытки лететь в направлении своих обычных миграций.
Крамеру удалось убедительно доказать роль солнца и биологических часов в ориентации птиц.
Если солнце закрыть от птиц непрозрачным экраном и с помощью зеркала направить на них солнечные лучи с другой стороны, то менялось и направление полёта.
С помощью опытов изучают поведение животных. Все вы видели, как маленькие утята следуют за мамой уткой, куда бы она ни шла.
Эта связь между мамой уткой и утёнком осуществляется в момент насиживания и вылупления птенца. Такая связь называется запечатлением. Самка во время насиживания яиц издаёт характерное кряканье, а утята, находящиеся в яйце, запечатляются на этот звук. Когда утята вылупятся, они бегут на голос, где бы ни находилась крякающая мать.
Утята запечатляются не только на голос, но и на образ (внешность) матери.
Однако, если в момент вылупления утки нет рядом, утята могут запечатлиться с любым движущимся предметом. Это было доказано экспериментально.
Выведенных из яиц утят помещали вблизи модели утки. Искусственную утку перемещали по кругу. Увидев её, утята начинали следовать за ней.
Запечатление может произойти и с человеком. Если утята первым увидят его, они будут реагировать на него, как на свою мать, и всюду за ним следовать.
Немецкий этолог Карл фон Фpиш изучал способность медоносных пчёл различать цвета.
Приманку (сладкий нектар) он помещал на квадрат определённого цвета, и вскоре насекомые садились на него и без приманки, безошибочно находя среди квадратов других цветов, даже если их меняли местами.
Проводя эти опыты учёный обнаружил, что достаточно одной пчелы «разведчицы», которая появится на цветном блюдечке с сиропом, выставленном на открытом воздухе, чтобы вскоре после её возвращения в улей к этому блюдечку прилетело множество пчёл.
Этот опыт привёл к открытию у пчёл своеобразного языка — «языка танцев», с помощью которого пчелы передают друг другу важную информацию.
Наблюдение и эксперимент часто переплетаются. Однако, для того что бы результаты, которые были получены в результате наблюдения и эксперимента, считались научными фактами, необходимо, чтобы они были проверены и подтверждены новыми наблюдениями и экспериментами.
При проведении наблюдений и экспериментов всегда проводятся измерения.
Именно анализ и сравнение измерений, полученных при проведении наблюдений и экспериментов, позволяют выявить закономерности.
При помощи весов, к примеру, можно определить массу тела.
Методом измерения было установлено, что лягушки впитывают воду через кожу. Древесную лягушку взвесили на весах и установили, что её вес равняется 95 граммам. После этого лягушку обернули мокрой тряпкой, и через час она весила уже 152 грамма.
Ни одна лягушка не пьёт воды обыкновенным способом, а всасывает её исключительно через кожу. Вот почему для них необходима близость воды или сырость.
Метод измерения также применяют для того, чтобы узнать, например, численность животных.
Учитывают общее количество и плотность зверей или птиц, рыб, обитающих на конкретной территории.
Объектом учёта могут быть сами животные (учёт по встречам), норы и хатки. А также следы животных, заметные на снегу, а в определённых условиях и следы, которые небыли отпечатаны на снегу (чернотроп).
Численность птиц определяют весной по их голосам и гнездовьям.
Для постановки эксперимента часто необходимо специальное оборудование. В биологии широко используются оптические приборы, которые позволяют во много раз увеличить изображение наблюдаемого объекта: увеличительное стекло, лупа.
Микроскопы, позволяющие увидеть объекты, размеры которых лежат за пределами разрешающей способности глаза.
С помощью светового микроскопа можно видеть детали, расстояние между которыми составляет до 0,2 мкм.
А вот ещё некоторые приборы и инструменты биологической лаборатории.
Спиртовка ― это горелка для жидкого топлива, которая используется в лабораториях для подогрева и плавления материалов, для нагрева небольших лабораторных сосудов (пробирок, колб для химических работ и пр.)
Также на уроках при проведении наблюдений и экспериментов вы будете использовать и другую лабораторную посуду: стаканы, мензурки, воронки и т.д.
Инструменты: пинцеты, препаровальные иглы, пипетки и скальпели. Однако помните, что при этом нужно соблюдать правила техники безопасности.
А вот Чашка Петри — прозрачный лабораторный сосуд. Чашка Петри широко используется для выращивания колоний микроорганизмов. А также для размножения растений в лабораторных условиях.
Разница между наблюдениями и опытами
Научный прогресс нельзя остановить, и методы изучения окружающей среды всегда совершенствовались и становились более сложными. Наблюдения и опыты известны в течение столетий, их не только сравнивают, но и отождествляют. В то же время, между указанными понятиями – колоссальная разница, которая отражает динамику развития научной мысли.
Определения
Наблюдения – это исследования, при которых учёный ведёт визуальный контроль за объектом, позволяя событиям развиваться естественным путём и отмечая любые изменения. Результат работы фиксируется на носителе информации для последующего анализа. Вести наблюдения можно без оборудования, а также с применением спецсредств.
Опыты – это исследования, при которых объекты помещаются в искусственно созданную или натуральную среду, а учёный входит с изучаемым предметом в активное взаимодействие. В процессе опытов подтверждается либо опровергается гипотеза, выстроенная на основе имеющихся теоретических данных.
Сравнение
Таким образом, наблюдения не предполагают активного взаимодействия с объектом. Исследователь дистанцируется от них, фиксируя полученные данные. Это и есть основная цель – сбор информации, которая затем будет проанализирована. При опыте учёный вступает с объектом в активное взаимодействие. Цель данного действия – проверить гипотезу, подтвердив её неограниченное количество раз.
У опыта всегда есть план, у наблюдений он отсутствует. Для проведения эксперимента исследователю необходимо воссоздать определённые условия. Наблюдение ведётся в естественной среде, ведь вмешательство в жизнь изучаемых объектов будет означать начало опыта. Как первый, так и второй метод исследования крайне полезны для науки, они не противоречат, но взаимно дополняют друг друга.
Опыты, эксперименты и наблюдения в физике: в чем между ними разница
Содержание:
Эксперимент, опыт, наблюдение – основополагающие методы изучения окружающего мира, постижения закономерностей природы. Люди испокон веков следят за протекающими вокруг них явлениями, часть из увиденного пытаются повторять в определённых условиях, имитировать протекающие в природе процессы. Рассмотрим, что такое в физике опыт, наблюдение, эксперимент, чем отличаются. Приведём примеры трёх методов познания законов творца.
Чем отличается опыт от эксперимента
Эксперимент – метод исследования, направленный на:
Из латинского «слово» переводится как «опыт», то есть понятия аналогичные. В русском языке они имеют слегка отличающуюся окраску.
Экспериментальное исследование – опыт, проводимый в строго заданных рамках, часто реализуется в лабораторных или иных специальных условиях, нацелен преимущественно на точный результат, его повторяемость. Обычно требует специального материально-технического обеспечения.
В чем разница между опытом и экспериментом?
При проведении опытов человек не ограничивается ничем: используемой материальной базой, внешними условиями, однако работает в ограниченном опытном пространстве. Эксперимент – разновидность опыта, проводимого в заданных условиях при регулярном контроле изучаемых и зависящих от них параметров.
Алгоритм проведения эксперимента включает:
Исследования, проводимые для удовлетворения любопытства, относят к экспериментам.
Эксперимент – научно проведённый опыт.
Чем эксперимент отличается от наблюдения
Опыт: бросаем камни в озеро и измеряем время, за которое волны дойдут до берега.
Эксперимент: опускаем камни весом около 30 г с высоты 1 м в воду с температурой
18 °C под прямым углом в безветренную погоду. Измеряем, за сколько образовавшаяся волна дойдёт до забитого возле берега кола.
Наблюдение: смотрим, как прогуливающийся мальчик с отцом бросают камни, замечаем, что волны, поднятые разными по весу камнями, доходят до берега со слегка отличающейся скоростью. Наблюдаем, что ветер влияет на скорость распространения волн.
Роль наблюдений и опытов в формировании личности младшего школьника
Ведение наблюдений за предметами природы и постановка с ними опытов в связи с изучением природоведения вносят большой вклад в решение образовательных и воспитательных задач, поставленных перед школой, и в конечном итоге оказывают большое влияние на формирование различных способностей школьника, на его развитие и становление как личности. Обучение и воспитание тесно связаны между собой. Это две стороны одного и того же процесса. Выдающийся психолог С.Л. Рубинштейн писал: “Ребенок не развивается и воспитывается, а развивается, воспитываясь и обучаясь”.
Наблюдения, опыты и практические работы с предметами природы способствуют накоплению у учащихся запаса достоверных конкретно-образных представлений об окружающей действительности, фактических знаний, которые являются материалом для последующего их осознания, обобщения, приведения в систему, раскрытия причин и взаимосвязей, существующих в природе. Без конкретных представлений о предметах и явлениях учащиеся не смогут овладеть теми знаниями, которые они должны получить в школе, осознать простейшие связи между отдельными явлениями природы. В ходе наблюдений, опытов и практических работ учащиеся получают и определенные практические умения и навыки.
Эти знания являются основой воспитания ребенка, развития его жизненно важных качеств.
Наблюдения и опыты способствуют накоплению у учащихся знаний об изменяемости окружающего мира.
Наблюдения, опыты и практические работы дают материал для выяснения взаимосвязей в природе, для вскрытия некоторых материальных причин происходящего в ней. Так, на основе наблюдений учащиеся устанавливают зависимость характера осадков, состояния водоемов и почвы от температуры воздуха, зависимость поведения птиц и других животных от наличия в природе корма и т.п. Эти знания положат начало формированию взгляда на единство окружающего мира.
Наблюдая предметы природы, проводя с ними опыты, дети изучают природу, познают ее. В связи с этим у них складывается убеждение в том, что окружающий нас мир познаваем. В ходе наблюдений и опытов младшие школьники не только узнают новое, но и проверяют на практике ранее полученные знания.
Младшие школьники по специальным заданиям систематически ведут наблюдения за окружающей их родной природой и трудом людей. В результате дети узнают свой край. Знание же своего края – это один из путей воспитания любви, привязанности к своему селу, поселку, городу, области. Нельзя любить то, чего не знаешь. Любовь к своему краю, гордость за него воспитываются и через эмоциональные переживания, связанные с восприятием красоты природы. В ходе наблюдений учитель должен вызывать в детях радость, удивление, восторг, восхищение родной природой.
Развитию патриотических чувств способствуют наблюдения труда людей в разные времена года. В неразрывной связи с воспитанием любви к родной природе идет формирование у учащихся бережного отношения к ней.
Наблюдения и опыты способствуют эстетическому воспитанию младших школьников. В самом деле, общение ребенка с природой – это могучий источник развития эмоций. Хороший эффект в формировании эстетических вкусов детей дает развитие воображения детей, их фантазии в процессе наблюдений. Велика связь эстетического воспитания с формированием в детях бережного отношения к природе, с нравственным развитием учащихся, с воспитанием таких качеств личности, как доброта, сострадание, чуткость, гуманизм, ответственность за свои поступки, культура поведения в природе, культура труда.
Непосредственные наблюдения вносят определенный вклад в решение политехнического образования и трудового воспитания младших школьников.
Наблюдения помогают формировать элементы экономических знаний, а вместе с ними и такое качество личности, как бережливость.
Наблюдения, опыты и практические работы способствуют умственному развитию младших школьников, так как увиденное в природе или в классе вызывает у детей стремление не только запомнить явление, но и объяснить его. В связи с наблюдениями, опытами и практическими работами у учащихся возникают многочисленные “почему”, с которыми они обращаются к учителю или на которые стремятся найти ответ сами. При этом дети анализируют, сопоставляют, сравнивают известные факты, делают обобщения и выводы, что способствует развитию памяти, логического мышления и тесно связанной с ними речи. Не случайно большое значение наблюдениям в природе как средству развития логического мышления придавал К.Д. Ушинский: “..считаю эти предметы самыми удобными, чтобы приучить детский ум к логичности…По моему убеждению, логика природы есть самая полезная логика для детей”. В связи с этим уместно заметить, что наблюдения, опыты и практические работы формируют у учащихся умение вести исследовательскую работу.
Наблюдения, некоторые опыты и практические работы способствуют физическому развитию учащихся, укреплению их здоровья, так как, предполагая непосредственное общение с природой, развивают подвижность, увеличивают время пребывания на воздухе.
В процессе их формируется очень важное качество личности – наблюдательность, т.е. умение подмечать в предметах и явлениях существенное, часто малозаметное, не выделяющееся из окружающего. Наблюдательность необходима человеку в любом виде деятельности.
Развиваются и другие очень ценные качества личности, такие, как творческий подход к любой деятельности, самостоятельность, дисциплинированность, познавательная активность, трудолюбие, бережливость и другие качества.
Следует отметить, что осуществляемое в процессе наблюдений, опытов, практических работ воспитание представляет собой единый процесс. Нельзя воспитывать в человеке какие-то одни качества и не воспитывать другие. Формируя научное мировоззрение, мы развиваем в детях мышление и речь, закладываем прочную основу атеистическим убеждениям. Политехническое образование тесно связано с трудовым воспитанием; воспитание любви к природе связано с воспитанием патриотическим, нравственным.